WO2021079864A1 - 列車位置判定装置および列車位置判定方法 - Google Patents

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WO2021079864A1
WO2021079864A1 PCT/JP2020/039348 JP2020039348W WO2021079864A1 WO 2021079864 A1 WO2021079864 A1 WO 2021079864A1 JP 2020039348 W JP2020039348 W JP 2020039348W WO 2021079864 A1 WO2021079864 A1 WO 2021079864A1
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WO
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train
bird
eye view
view camera
linear shadow
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PCT/JP2020/039348
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English (en)
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Inventor
金子　亮
村上　洋一
雄一郎 中山
Original Assignee
株式会社京三製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B1/00—General arrangement of stations, platforms, or sidings; Railway networks; Rail vehicle marshalling systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • the present invention relates to a train position determination device and a train position determination method for determining the position of a train that stops at a fixed position of a station.
  • Patent Document 1 discloses a technique for determining whether or not a stop position is normal based on a difference between a stop position target (stop target sign of Patent Document 1) installed at a station and a train head position. There is.
  • Patent Document 1 a method of determining the train position by affixing a special mark on the side surface of the head portion of the train in paragraphs [0051] to [0052] with reference to FIGS. 21 to 22 and a special method. A method of installing a striped pattern on the side of a railroad track and determining how much it is hidden by a train approach is shown from a photographed image.
  • the conventional method when determining the train position from the photographed image, in order to make a universal determination corresponding to the various problems described above, the conventional method is applied to a conventional station or vehicle on the ground or on the vehicle, or both. Was to provide some special marker that was not provided.
  • the problem to be solved by the present invention is to propose a technique that makes it possible to determine the train position from a captured image without providing a special marker.
  • the first invention for solving the above problems is A bird's-eye view installed at a bird's-eye view position that includes the end of the linear shadow that occurs in the gap between the platform and the end vehicle, which is the first or last vehicle of the train, when the train stops at a fixed position at the station.
  • a processing device that determines the position of the train based on the image taken by the bird's-eye view camera, and It is a train position determination device equipped with
  • the processing device is A content determination unit that determines whether or not the captured image contains the linear shadow, When the content determination unit makes an affirmative determination, the position determination unit that determines the relative position of the train with respect to the fixed position based on the position of the end portion of the linear shadow in the photographed image. It is a train position determination device equipped with.
  • the end portion of the linear shadow generated in the gap between the train and the platform is determined from the image taken by the bird's-eye view camera, and the relative position of the train with respect to the fixed position is determined from the position of the end portion. become able to.
  • a train enters a station there is always a linear shadow in the gap between the train and the platform.
  • This linear shadow is determined from the photographed image and used to determine the train position. This makes it possible to determine the train position from the photographed image without providing any special marker on the ground or on the vehicle, which is not provided in the conventional station or vehicle.
  • the second invention is the first invention.
  • the bird's-eye view camera is a first bird's-eye view camera in which the leading vehicle is the terminal vehicle.
  • the content determination unit determines whether or not the linear shadow is included in the image captured by the first bird's-eye view camera. When the position change of the end portion of the linear shadow captured in the image captured by the first bird's-eye view camera stops, the position determination unit determines the position with respect to the fixed position based on the position of the end portion. Determine the relative position of the train, It is a train position determination device.
  • the end of the linear shadow generated in the gap between the leading car of the train and the platform is installed at a bird's-eye view position included in the shooting range.
  • the train position can be determined from the image taken by the first bird's-eye view camera.
  • the relative position of the train with respect to the fixed position can be determined based on the position of the end portion. it can. Therefore, the determination timing of the stop position can be appropriately determined.
  • the third invention is the first invention.
  • the bird's-eye view camera is a second bird's-eye view camera in which the rearmost vehicle is the terminal vehicle.
  • the content determination unit determines whether or not the linear shadow is included in the image captured by the second bird's-eye view camera.
  • the position determination unit determines the position with respect to the fixed position based on the position of the end portion. Determine the relative position of the train, It is a train position determination device.
  • the end of the linear shadow generated in the gap between the last car of the train and the platform is installed at a bird's-eye view position included in the shooting range.
  • the train position can be determined from the image taken by the second bird's-eye view camera.
  • the relative position of the train with respect to the fixed position can be determined based on the position of the end portion. it can. Therefore, the determination timing of the stop position can be appropriately determined.
  • the fourth invention is the first invention.
  • the bird's-eye view camera includes a first bird's-eye view camera in which the leading vehicle is the terminal vehicle and a second bird's-eye view camera in which the rearmost vehicle is the terminal vehicle.
  • the content determination unit determines whether or not the image captured by the first bird's-eye view camera contains the linear shadow, and whether the image captured by the second bird's-eye view camera contains the linear shadow. Make a judgment as to whether or not
  • the position determination unit stops the change in the position of the end portion of the linear shadow captured in the image captured by the first bird's-eye view camera, and the linear shadow appears in the captured image of the second bird's-eye view camera.
  • the position change of the end portion is stopped when the end portion is shown, the relative position of the train with respect to the fixed position is determined based on the position of the end portion. It is a train position determination device.
  • the first bird's-eye view camera includes the end portion of the linear shadow generated in the gap between the leading car of the train and the platform when the train stops at a fixed position of the station. It is installed in a bird's-eye view position.
  • the second bird's-eye view camera is installed at a bird's-eye view position that includes the end of the linear shadow generated in the gap between the last car of the train and the platform in the shooting range.
  • the train position can be determined by using both the image taken by the first bird's-eye view camera and the image taken by the second bird's-eye view camera.
  • the fifth invention is the fifth invention in any one of the first to fourth inventions.
  • the processing device is A train determination unit that determines the approach, stop, and advancement of the train to the station based on the linear shadow captured by the bird's-eye view camera. It is a train position determination device equipped with.
  • the fifth invention it can be determined from the image taken by the bird's-eye view camera that the train has entered, stopped, or advanced to the station.
  • the sixth invention is the invention of any one of the first to fifth aspects.
  • Some of the trains have different numbers of trains.
  • the bird's-eye view camera is installed at the bird's-eye view position corresponding to the terminal vehicle of each train having a different number of trains.
  • the processing device is A number determination unit that determines the number of trains formed by the bird's-eye view camera in which the end portion of the linear shadow is captured in the photographed image, based on which of the bird's-eye view cameras. Have, It is a train position determination device.
  • the seventh invention is It is a train position determination method that determines the position of a train that has stopped at a station based on the image taken by the bird's-eye view camera.
  • the bird's-eye view camera includes the end of the linear shadow generated in the gap between the platform and the end vehicle, which is the first or last vehicle of the train, when the train stops at a fixed position of the station. It is installed in a bird's-eye view position, A content determination step for determining whether or not the captured image contains the linear shadow, and When affirmative determination is made in the content determination step, a position determination step of determining the relative position of the train with respect to the fixed position based on the position of the end portion of the linear shadow in the photographed image, and It is a train position determination method including.
  • the seventh invention it is possible to realize a train position determination method having the same effect as that of the first invention.
  • the figure which shows the whole structure example of the train position determination apparatus A schematic view of the station where the train position determination device is installed as seen from above. A schematic view of the leading car of a train stopped at a station as seen from the front side in the direction of travel. The figure which shows the transition example of the image taken by the 2nd bird's-eye view camera. The figure which shows the transition example of the image taken by the 1st bird's-eye view camera. The figure which shows the example of the image taken on the advance side when it is judged that a train has stopped.
  • the block diagram which shows the functional configuration example of a processing apparatus. The flowchart which shows the processing flow of the processing apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of the train position determination device 2 according to the present embodiment.
  • This train position determination device 2 is for determining the position of the train 1 traveling on the rail R, and in FIG. 1, the train stops at a fixed position (see FIG. 2) of the station set as a stop position target. The train 1 in the state of being in the state is also shown.
  • FIG. 2 is a schematic view of a station on which the train position determination device 2 is installed as viewed from above
  • FIG. 3 is a schematic view of the leading vehicle 11 of the train 1 stopped at the station as viewed from the front side in the traveling direction. It is a figure.
  • the train position determination device 2 of the present embodiment is provided for each target platform 4 (more specifically, the number line) at the installation station, and is based on the images taken by the two bird's-eye view cameras 21 and 23 and the respective bird's-eye view cameras 21 and 23.
  • the processing device 200 for determining the position of the train 1 is provided.
  • the platform 4 is provided with a platform fence 3 arranged at the end edge on the track side to partition the platform 4 from the track side, and is driven and controlled by receiving a stop notification of the train 1 from the processing device 200.
  • the unit 300 controls the opening and closing of the platform door 31.
  • the bird's-eye view cameras 21 and 23 are installed above the end of the platform 4 at a bird's-eye view position overlooking the first car 11 and the last car 13 of the train 1 stopped at the station, respectively.
  • one bird's-eye view camera (first bird's-eye view camera) 21 is installed above the end on the front side in the traveling direction of train 1
  • the other bird's-eye view camera (second bird's-eye view camera) is installed above the end on the rear side in the traveling direction. 23 is installed.
  • the installation mode of each bird's-eye view camera 21 and 23 is not particularly limited, but for example, as shown in FIG. 3 for the first bird's-eye view camera 21, it is installed on the ceiling portion of the platform 4 with the shooting direction facing downward. It may be configured to be provided on the support column of the platform 4.
  • each bird's-eye view camera 21 and 23 takes a picture including the linear shadow generated in the gap portion in the shooting range, and outputs the shot image to the processing device 200. Therefore, in the first bird's-eye view camera 21, the end portion of the linear shadow generated in the gap between the leading car 11 and the platform 4 when the train 1 stops at a fixed position is in the shooting range A11 shown in FIG. It is installed in the included bird's-eye view position.
  • the end portion thereof is in the photographing range A13 shown in FIG. It is installed in the included bird's-eye view position.
  • the processing device 200 performs image processing on the captured images of the bird's-eye view cameras 21 and 23 to determine the approach, stop, and advance of the train 1 on the platform 4 (train determination) and the determined position of the stop (train determination). Stop position determination) and.
  • FIG. 4 is a diagram showing a transition example of the captured image of the second bird's-eye view camera 23 in the process of the train 1 entering the station and stopping.
  • FIG. 5 is a diagram showing a transition example of the captured image of the first bird's-eye view camera 21 in the process of the train 1 entering the station, stopping, and further advancing from the station.
  • the processing device 200 performs a content determination process for train determination.
  • the content determination process refers to each of the captured image of the first bird's-eye view camera 21 (hereinafter, also referred to as “advanced side captured image”) and the captured image of the second bird's-eye view camera 23 (hereinafter, also referred to as “entry side captured image”). , It is a process of repeating the determination (content determination) of whether or not a linear shadow is included, for example, for each frame.
  • the end of the platform 4 and the platform fence 3 on the approach side (rear side in the traveling direction) and the surrounding track portion are photographed by the second bird's-eye view camera 23 (FIG. 4 (1)).
  • the end portion of the platform 4 and the platform fence 3 on the advance side (front side in the traveling direction) and the peripheral orbital portion are photographed by the first bird's-eye view camera 21 (FIG. 5 (1)).
  • the content determination is denied for both the approach-side photographed image and the advance-side photographed image.
  • the train 1 when the train 1 enters the station, the train 1 first begins to appear in the shooting range A13 of the second bird's-eye view camera 23, and the linear shadow 7 of the gap with the track edge is included in the approaching side captured image. (Fig. 4 (2)). More specifically, the leading end portion 71 of the linear shadow 7 begins to appear in the approaching side captured image. As a result, the content determination is affirmed for the image taken on the approach side.
  • the train approach determination is performed based on the content determination result related to the approach side photographed image. That is, it is determined that the train 1 has started to enter the station at the timing when the content determination result of the approaching side photographed image changes from the negative determination to the affirmative determination.
  • the train stop determination is started.
  • the train stop determination based on the approach side photographed image (entry side stop determination) and the train stop determination based on the advance side photographed image (advance side stop determination) are performed.
  • the approach side stop determination is performed. That is, as shown in FIG. 4 (5) and the like, the train 1 stopped when the end portion 73 of the linear shadow 7 was shown in the image taken on the approach side and the state change of the end portion 73 stopped. Judge.
  • the advance side The captured image also includes the linear shadow 7. More specifically, the leading end portion 71 of the linear shadow 7 begins to appear in the advance side captured image. As a result, the content determination is affirmed also for the image taken on the advance side.
  • the terminal portion 71 moves toward the traveling direction side as the train 1 advances, the linear shadow gradually becomes longer, and when the train 1 stops, the state change stops. Based on the state change of the terminal portion 71, the advance side stop determination is performed.
  • the configuration may be such that only the advance side stop determination is performed to determine the stop of the train 1, or the approach side stop determination may be performed only to determine the stop of the train 1.
  • the process proceeds to the stop position determination described later, and if it is determined that the train 1 has stopped at a fixed position, the drive control unit of the platform door 31 is used for passengers getting on and off the train 1.
  • a stop notification indicating that the train has stopped at a fixed position is sent to the 300, and the platform door 31 is opened and closed.
  • the train advances automatically following the stop position determination. Make a judgment.
  • the train advancement determination is performed based on the content determination result related to the advancement side photographed image.
  • the train advancement determination is performed based on the content determination result related to the advancement side photographed image. That is, it is determined that the train 1 has completed the advance from the station at the timing when the content determination result of the image taken on the advance side changes from the affirmative determination to the negative determination.
  • the stop position determination it is determined whether or not the stopped train 1 has stopped at a fixed position. For example, when the train 1 is stopped so as to be within the predetermined fixed-position stop range A3 (see FIG. 2) based on the fixed position, it is determined that the train 1 has stopped at the fixed position.
  • the advance side photographed image when it is determined that the train 1 has stopped is used, and the fixed position is based on the position of the leading end portion 71 of the linear shadow 7 reflected in the advance side photographed image.
  • the relative position of the train 1 with respect to is determined. Therefore, the position in the advance side captured image corresponding to the fixed position (y value of the image coordinate system (x, y); see FIG. 6) is set in advance.
  • the shooting range A11 includes the installation position and orientation of the first bird's-eye view camera 21, and the leading end portion 71 of the linear shadow 7 when the train 1 stops at a fixed position as described above.
  • the entire area of the fixed-position stop range A3 in the y direction is set to be within the shooting range A11. Then, the y value in the image taken on the advance side corresponding to the fixed position is specified and set in advance.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an image taken on the advance side when it is determined that the train 1 has stopped.
  • the fixed position is indicated by a alternate long and short dash line
  • the fixed position stop range A3 is indicated by a two-dot chain line.
  • the range in which the distance from the fixed position in the y direction is within the predetermined value D3 is the fixed position stop range A3.
  • the terminal portion 71 is within the fixed-position stop range A3, and it is determined that the train 1 has stopped at the fixed position by the stop position determination.
  • a notation indicating a fixed position (just position) and a tape-shaped / line-shaped notation indicating a fixed-position stop range A3 may be provided on the platform 4. , It is not necessary to provide it. When the notation is provided, it may be provided on both the leading vehicle side and the rearmost vehicle side, or may be provided only on the leading vehicle side or the rearmost vehicle side. In any case, if there is a notation, it is possible to use the notation to determine the fixed position or the fixed position stop range A3 from the captured image. In this embodiment, these notations are not provided, or even if there are notations, they are not used.
  • the distance in the y direction from the fixed position is obtained based on the y value of the terminal portion 71, and the distance is determined as the relative position of the train 1 with respect to the fixed position. Then, if the obtained distance is equal to or less than the predetermined value D3, it is determined that the train 1 has stopped at a fixed position.
  • the processing device 200 If it is determined that the train 1 has stopped at the fixed position, the processing device 200 outputs a stop notification to the effect that the train 1 has stopped at the fixed position to the drive control unit 300. Upon receiving the stop notification, the drive control unit 300 opens the platform door 31. Further, when the passengers get on and off after that, the drive control unit 300 closes the platform door 31.
  • the train stop determination is not limited to the configuration using the image taken on the advance side, and may be made using the image taken on the approach side.
  • the position (y value) in the approach-side photographed image corresponding to the rear end position of the rearmost vehicle 13 when the train 1 stops at a fixed position is set in advance. Then, when it is determined that the train 1 has stopped, the relative position of the train 1 with respect to the fixed position is determined based on the position of the end portion 73 on the tail side of the linear shadow 7 shown in the image taken on the approach side.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration example of the processing device 200.
  • the processing device 200 includes an operation unit 210, a display unit 220, a communication unit 230, a control unit 240, and a storage unit 250, and can be configured as a kind of computer.
  • the operation unit 210 is configured to include a push switch, a dial, and the like.
  • the display unit 220 includes an LED, a small liquid crystal display device, and the like.
  • the operation unit 210 and the display unit 220 are mainly used by workers during maintenance.
  • the communication unit 230 is a wired or wireless communication device realized by, for example, a wireless communication module, a router, a modem, a TA, a jack of a wired communication cable, a control circuit, or the like, and is an external device (overhead cameras 21, 23 or driven). Communicate with the control unit 300, etc.).
  • the advance side captured image input from the first bird's-eye view camera 21 for each frame via the communication unit 230 is the advance side photographed image data 253, and the approach side photographed image input from the second bird's-eye view camera 23 for each frame. Is stored in the storage unit 250 as the approach-side photographed image data 255.
  • the control unit 240 is realized by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), an electronic component such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Data input / output control is performed between. Then, various arithmetic processes are performed based on a predetermined program, data, data input via the communication unit 230, and the like, and the operation of the processing device 200 is controlled.
  • the control unit 240 includes a content determination unit 241, a train determination unit 243, and a position determination unit 245.
  • These functional units may be processing blocks realized as software by executing a program, or may be circuit blocks realized by hardware circuits such as ASIC and FPGA. In the present embodiment, the processing block realized as software by the control unit 240 executing the train position determination program 251 will be described.
  • the content determination unit 241 repeatedly determines whether or not linear shadows are included in each of the image taken on the advance side from the first bird's-eye view camera 21 and the image taken on the approach side from the second bird's-eye view camera 23. Do. For the determination of linear shading, for example, a dark color portion (pixels having a brightness value satisfying a predetermined dark color luminance condition) is extracted from a captured image, and a dark color having a constant width and a linear contour shape is formed from the extracted dark color portion. A method of determining whether or not a portion exists can be adopted. Further, a pattern matching method of detecting a linear dark-colored partial image having a predetermined width from the captured image may be adopted.
  • the train determination unit 243 is a functional unit that performs train determination, and performs train entry determination based on the content determination result related to the approach side photographed image and train advancement determination based on the content determination result related to the advance side photographed image.
  • the train stop determination is made by monitoring the state change of the end portion of the linear shadow included in the approach side photographed image and the advance side photographed image.
  • the position determination unit 245 is a function unit that determines the relative position of the train with respect to the fixed position and determines the stop position. For example, the relative position of the train 1 with respect to the fixed position is determined based on the position of the end portion of the linear shadow shown in the image taken on the advance side, and it is determined whether or not the train 1 has stopped at the fixed position.
  • the storage unit 250 is realized by a storage medium such as an IC memory, a hard disk, or an optical disk.
  • a program for operating the processing device 200 and realizing various functions included in the processing device 200, data used during the execution of the program, and the like are stored in advance, or each time processing is performed. It is temporarily memorized.
  • the storage unit 250 stores the train position determination program 251, the advance side photographed image data 253, and the approach side photographed image data 255.
  • the y value of a fixed position in the advance side captured image set in advance is stored.
  • the train position determination program 251 is a program for causing the control unit 240 to function as the content determination unit 241, the train determination unit 243, and the position determination unit 245.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing performed by the processing device 200.
  • the process described here can be realized by the control unit 240 reading the train position determination program 251 from the storage unit 250 and executing the process in the processing device 200.
  • the content determination unit 241 starts the content determination process (step S1).
  • the content determination is repeated by this content determination process, and the determination of whether or not the approach-side photographed image contains linear shadows and the determination of whether or not the advance-side photographed image contains linear shadows are performed frame by frame. It is done in.
  • the train determination unit 243 monitors the content determination result related to the approaching side photographed image and makes a train approach determination (step S3).
  • step S7 the train determination unit 243 subsequently determines the train stop (step S7).
  • the approach side stop determination based on the approach side photographed image and the advance side stop determination based on the advance side photographed image are performed, and if both are affirmed, it is determined that the train 1 has stopped.
  • the position determination unit 245 determines the stop position (step S11).
  • the difference between the y value at the end of the linear shadow imaged in the image taken on the advance side when it is determined that the train 1 has stopped and the y value at the predetermined fixed position means that the train 1 has a fixed position. Determine the relative position. Then, if it is within the fixed-position stop range, it is determined that the train 1 has stopped at the fixed position. As a determination other than the fixed position, a short (not reaching the fixed position) or an over (overrun beyond the fixed position) is determined. Further, the distance between the fixed position and the stop position may be calculated from the image.
  • step S15 if it is determined that the train 1 has stopped at a fixed position (step S13: YES), a stop notification is output to the drive control unit 300 (step S15).
  • the train determination unit 243 monitors the content determination result related to the image taken on the advance side and makes a train advance determination (step S17).
  • step S19: YES when it is determined that the train has finished advancing (step S19: YES), the end determination is performed, and until the end of this process (step S21: NO), the process returns to step S3 and the above process is repeated.
  • the first bird's-eye view camera 21 and the second bird's-eye view camera are located at the bird's-eye view positions above the end on the front side in the traveling direction and above the end on the rear side in the traveling direction, respectively. 23 and is installed.
  • the first bird's-eye view camera 21 captures the linear shadow generated in the gap between the first car 11 of the train 1 and the platform 4, and the second bird's-eye view camera 23 captures the gap between the last car 13 of the train 1 and the platform 4. The resulting linear shadow can be photographed.
  • the approach, stop, and advance of the train 1 are determined, and the timing at which the train 1 is determined to have stopped is determined.
  • the stop position of the train 1 can be determined. For example, when it is determined that the train 1 has stopped, the relative position of the train 1 with respect to the fixed position is determined from the position of the end portion in the image taken on the advance side, and it is determined whether or not the stop position of the train 1 is within the fixed position stop range. can do. According to this, it is possible to determine the train position from the photographed image without providing a special marker on the ground or on the vehicle. Further, it is possible to determine whether or not the train 1 has stopped at a fixed position at an appropriate timing.
  • FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration example of the train position determination device 2B of this modified example.
  • 10 and 11 are schematic views of the station where the train position determination device 2B is installed as viewed from above. As an example, in FIG. 10, the 4-car train 1a is stopped, and in FIG. 11, 3 It shows the state where the trains 1b of both trains are stopped.
  • the train position determination device 2B of this modified example includes two second bird's-eye view cameras 23 (23a, 23b).
  • the second bird's-eye view camera 23a has a linear shape generated in the gap between the rearmost vehicle 13a and the platform 4 when the 4-car train 1a stops at a fixed position.
  • the end portion thereof is installed at a bird's-eye view position included in the photographing range A131.
  • the other second bird's-eye view camera 23b is among the linear shadows generated in the gap between the rearmost vehicle 13b and the platform 4 when the 3-car train 1b stops at a fixed position.
  • the end portion thereof is installed at a bird's-eye view position included in the photographing range A133.
  • the processing device 200 determines the approach, stop, and advance of the train 1 on the platform 4 described in the above embodiment (train determination) and determines the stopped position (stop position determination). ) And, in addition to, both numbers are judged.
  • the processing apparatus 200 may additionally include a double number determination unit that performs a double number determination process.
  • the processing device 200 uses one of the images taken by the second bird's-eye view camera 23 (the image taken on the approach side) to determine the train approach in the same manner as in the above embodiment.
  • the advance side stop determination is performed using the image taken by the first bird's-eye view camera 21 (advance side photographed image) as the train stop determination.
  • the advance side stop determination is affirmatively determined, it is determined that the train 1 has stopped, and both numbers are determined using the images taken by the two second bird's-eye view cameras 23 (23a, 23b) at that time to stop. Determine the number of trains 1 trained.
  • the stopped train 1 is determined to be a 4-car train 1a.
  • the image taken by the second bird's-eye view camera 23b shows the end portion on the tail side of the linear shadow, it is determined that the stopped train 1 is a 3-car train 1b.
  • the stop position determination is performed using the captured image of the first bird's-eye view camera 21 in the same manner as in the above embodiment.
  • the stop position is determined using the image taken by the second bird's-eye view camera 23, the last vehicle 13 when the corresponding train 1 stops at a fixed position for each number of trains to be stopped.
  • the position (y value) in the approach-side photographed image corresponding to the rear end position may be set in advance.
  • the position (y) in the captured image (entering side captured image) of the second bird's-eye view camera 23a corresponding to the rear end position of the rearmost vehicle 13a when the 4-car train 1a stops at a fixed position.
  • the processing device 200 sends a stop notification to the effect that the train 1 has stopped at the fixed position together with the number of trains of the stopped train 1 and the drive control unit 300. Output to.
  • the drive control unit 300 controls the opening and closing of the platform door 31 using the notified number of knitting amounts. That is, the opening and closing is controlled only for the platform door 31 that needs to be opened and closed, depending on whether the train 1a of the 4-car train or the train 1b of the 3-car train has stopped.

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Abstract

列車位置判定装置（２）において、俯瞰カメラ（２１，２３）は、駅の定位置に列車（１）が停止した場合に、列車（１）とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影のうち、列車（１）の先頭車両（１１）又は最後尾車両（１３）である末端車両とプラットホームとの隙間に生じる当該線状陰影の末端部が撮影範囲に含まれる俯瞰位置に設置される。一方、処理装置（２００）は、俯瞰カメラ（２１，２３）の撮影画像に線状陰影が含まれているか否かを判定する。そして、当該判定が肯定判定された場合に、その線状陰影の末端部の位置に基づいて、定位置に対する列車（１）の相対位置を判定する。

Description

列車位置判定装置および列車位置判定方法
　本発明は、駅の定位置に停止する列車の位置を判定する列車位置判定装置および列車位置判定方法に関する。
　従来より、列車が駅の定位置に停止する際の列車位置を、カメラで撮影した画像を用いて判定する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、駅に設置された停止位置目標（特許文献１の停止目標標識）と列車先頭位置との差に基づいて停止位置が正常か否かを判定する技術が開示されている。
特開２００４－１３６７５４号公報
　しかしながら、撮影画像から列車位置を判定する際の問題として、車体毎に塗装やラッピング等のデザインが異なり得る問題や、判定する時間帯によって車体表面の光の反射具合が異なる問題、降雨や降雪といった天候の問題等、様々な問題があった。そのため、上記特許文献１においても、図２１～２２を参照した［００５１］～［００５２］段落には、列車の先頭部側面に特別なマークを貼付して列車位置を判定する方法や、特別な縞模様パターンを線路脇に設置して列車進入によってどの程度隠れたかを撮影画像から判定する方法が示されている。
　すなわち、従来の手法は、撮影画像から列車位置を判定する際、上述した様々な問題に対応する万能な判定とするために、地上又は車上のどちらか或いは両方に、従来の駅や車両には設けられていない何らかの特別なマーカーを設けるものであった。
　本発明が解決しようとする課題は、特別なマーカーを設けることなく撮影画像から列車位置を判定することを可能とする技術を提案すること、である。
　上記課題を解決するための第１の発明は、
　駅の定位置に列車が停止した場合に、当該列車の先頭車両又は最後尾車両である末端車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置された俯瞰カメラと、
　前記俯瞰カメラの撮影画像に基づいて、前記列車の位置を判定する処理装置と、
　を具備した列車位置判定装置であって、
　前記処理装置は、
　　前記撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定する含有判定部と、
　　前記含有判定部により肯定判定された場合に、前記撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する位置判定部と、
　を備えた列車位置判定装置である。
　第１の発明によれば、列車とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を俯瞰カメラの撮影画像から判定し、当該末端部の位置から定位置に対する列車の相対位置を判定することができるようになる。列車が駅に進入すると、列車とプラットホームとの隙間には必ず線状陰影が生じる。この線状陰影を撮影画像から判定して列車位置の判定に利用するのである。これにより、従来の駅や車両には設けられていない何らかの特別なマーカーを地上や車上に設けることなく、撮影画像から列車位置を判定することが可能となる。
　第２の発明は、第１の発明において、
　前記俯瞰カメラは、前記先頭車両を前記末端車両とした第１の俯瞰カメラであり、
　前記含有判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定し、
　前記位置判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
　列車位置判定装置である。
　第２の発明によれば、駅の定位置に列車が停止した場合に、当該列車の先頭車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部が撮影範囲に含まれる俯瞰位置に設置された第１の俯瞰カメラの撮影画像から、列車位置を判定することができる。特に、第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている線状陰影の末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、定位置に対する列車の相対位置を判定することができる。このため、停止位置の判定タイミングを適切に判断できるようになる。
　第３の発明は、第１の発明において、
　前記俯瞰カメラは、前記最後尾車両を前記末端車両とした第２の俯瞰カメラであり、
　前記含有判定部は、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定し、
　前記位置判定部は、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
　列車位置判定装置である。
　第３の発明によれば、駅の定位置に列車が停止した場合に、当該列車の最後尾車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部が撮影範囲に含まれる俯瞰位置に設置された第２の俯瞰カメラの撮影画像から、列車位置を判定することができる。特に、第２の俯瞰カメラの撮影画像に写っている線状陰影の末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、定位置に対する列車の相対位置を判定することができる。このため、停止位置の判定タイミングを適切に判断できるようになる。
　第４の発明は、第１の発明において、
　前記俯瞰カメラには、前記先頭車両を前記末端車両とした第１の俯瞰カメラと、前記最後尾車両を前記末端車両とした第２の俯瞰カメラと、があり、
　前記含有判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かの判定と、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かの判定とを行い、
　前記位置判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まり、且つ、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影の前記末端部が写っている場合の当該末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
　列車位置判定装置である。
　第４の発明によれば、第１の俯瞰カメラは、駅の定位置に列車が停止した場合に、当該列車の先頭車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置されている。第２の俯瞰カメラは、当該列車の最後尾車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置されている。第１の俯瞰カメラの撮影画像と第２の俯瞰カメラの撮影画像との両方を用いて、列車位置を判定することができる。特に、第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている線状陰影の末端部の位置変化が止まり、且つ、第２の俯瞰カメラの撮影画像に線状陰影の末端部が写っている場合の当該末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、定位置に対する列車の相対位置を判定することができる。このため、停止位置の判定タイミングを適切に判断できるようになる。
　第５の発明は、第１～第４の何れかの発明において、
　前記処理装置は、
　前記俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影に基づいて、前記駅への前記列車の進入、停止、および進出を判定する列車判定部、
　を備えた列車位置判定装置である。
　第５の発明によれば、駅に列車が進入したこと、停止したこと、進出したことを俯瞰カメラの撮影画像から判定することができる。
　第６の発明は、第１～第５の何れかの発明において、
　前記列車には、編成両数が異なる列車があり、
　前記俯瞰カメラは、前記編成両数が異なる列車それぞれの前記末端車両に対応する前記俯瞰位置に設置されており、
　前記処理装置は、
　前記撮影画像に前記線状陰影の前記末端部が写っている前記俯瞰カメラが、何れの前記俯瞰カメラかに基づいて、前記列車の編成両数を判定する両数判定部、
　を有する、
　列車位置判定装置である。
　第６の発明によれば、編成両数の異なる列車が駅に停止する場合に、当該列車の編成両数を判定することが可能となる。
　第７の発明は、
　俯瞰カメラの撮影画像に基づいて、駅に停止した列車の位置を判定する列車位置判定方法であって、
　前記俯瞰カメラは、前記駅の定位置に前記列車が停止した場合に、前記列車の先頭車両又は最後尾車両である末端車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置されており、
　前記撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定する含有判定ステップと、
　前記含有判定ステップにおいて肯定判定された場合に、前記撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する位置判定ステップと、
　を含む列車位置判定方法である。
　第７の発明によれば、第１の発明と同様の作用効果を奏する列車位置判定方法を実現することができる。
列車位置判定装置の全体構成例を示す図。 列車位置判定装置が設置された駅を上から見た概略図。 駅に停止した列車の先頭車両を進行方向前方側から見た概略図。 第２の俯瞰カメラの撮影画像の遷移例を示す図。 第１の俯瞰カメラの撮影画像の遷移例を示す図。 列車が停止したと判定したときの進出側撮影画像例を示す図。 処理装置の機能構成例を示すブロック図。 処理装置の処理の流れを示すフローチャート。 変形例における列車位置判定装置の全体構成例を示す図。 変形例の列車位置判定装置が設置された駅を上から見た概略図。 変形例の列車位置判定装置が設置された駅を上から見た他の概略図。
　以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。
［全体構成］
　図１は、本実施形態における列車位置判定装置２の全体構成例を示す図である。この列車位置判定装置２は、レールＲ上を走行する列車１の位置を判定するためのものであり、図１では、停止位置目標として定められた駅の定位置（図２を参照）に停止した状態の列車１を併せて示している。また、図２は、列車位置判定装置２が設置された駅を上から見た概略図であり、図３は、当該駅に停止した列車１の先頭車両１１を進行方向前方側から見た概略図である。
　本実施形態の列車位置判定装置２は、設置駅において対象のプラットホーム４（より詳細には番線）毎に設けられ、２つの俯瞰カメラ２１，２３と、各俯瞰カメラ２１，２３の撮影画像に基づいて列車１の位置を判定する処理装置２００と、を具備する。また、プラットホーム４には、その軌道側端縁に配置されてプラットホーム４上を軌道側と仕切るためのホーム柵３が設けられており、処理装置２００からの列車１の停止通知を受けて駆動制御部３００がホームドア３１の開閉を制御する構成となっている。
　俯瞰カメラ２１，２３は、プラットホーム４の端部上方において、駅に停止した列車１の先頭車両１１および最後尾車両１３である末端車両をそれぞれ見下ろす俯瞰位置に設置される。例えば、列車１の進行方向前方側の端部上方に一方の俯瞰カメラ（第１の俯瞰カメラ）２１が設置され、進行方向後方側の端部上方に他方の俯瞰カメラ（第２の俯瞰カメラ）２３が設置される。各俯瞰カメラ２１，２３の設置態様は特に限定されないが、例えば、図３において第１の俯瞰カメラ２１について示すように、プラットホーム４の天井部分に撮影方向を下に向けて設置される。プラットホーム４の支柱に設ける等の構成でもよい。
　ここで、列車１がプラットホーム４に進入すると、列車１の車体側面とプラットホーム４の端縁との間の隙間部分に特徴的な影が生じる。この影を線状陰影という。各俯瞰カメラ２１，２３は、当該隙間部分に生じた線状陰影を撮影範囲に含めて撮影し、撮影画像を処理装置２００へ出力する。そのために、第１の俯瞰カメラ２１は、定位置に列車１が停止した場合に先頭車両１１とプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影のうち、その末端部が図２に示す撮影範囲Ａ１１に含まれる俯瞰位置に設置される。一方、第２の俯瞰カメラ２３は、定位置に列車１が停止した場合に最後尾車両１３とプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影のうち、その末端部が図２に示す撮影範囲Ａ１３に含まれる俯瞰位置に設置される。
　そして、処理装置２００は、各俯瞰カメラ２１，２３の撮影画像を画像処理することで、プラットホーム４における列車１の進入、停止、および進出に係る判定（列車判定）と、停止した位置の判定（停止位置判定）と、を行う。
［列車判定について］
　列車判定では、列車進入判定と、列車停止判定と、列車進出判定と、を行う。図４は、駅に列車１が進入して停止する過程での第２の俯瞰カメラ２３の撮影画像の遷移例を示す図である。図５は、駅に列車１が進入して停止し、さらに駅から進出する過程での第１の俯瞰カメラ２１の撮影画像の遷移例を示す図である。
　先ず、処理装置２００は、列車判定のために、含有判定処理を行う。含有判定処理とは、第１の俯瞰カメラ２１の撮影画像（以下「進出側撮影画像」ともいう）および第２の俯瞰カメラ２３の撮影画像（以下「進入側撮影画像」ともいう）のそれぞれについて、線状陰影が含まれているか否かの判定（含有判定）を、例えばフレーム毎に繰り返す処理である。
　ここで、駅に列車１がいない場合は、プラットホーム４およびホーム柵３の進入側（進行方向後方側）の端部と、周辺の軌道部分とが第２の俯瞰カメラ２３によって撮影される（図４（１））。同様に、プラットホーム４およびホーム柵３の進出側（進行方向前方側）の端部と、周辺の軌道部分とが第１の俯瞰カメラ２１によって撮影される（図５（１））。当然、含有判定は、進入側撮影画像と進出側撮影画像の何れについても否定される。
　一方、駅に列車１が進入すると、先ず、第２の俯瞰カメラ２３の撮影範囲Ａ１３に列車１が写り始め、軌道端縁との隙間の線状陰影７が進入側撮影画像に含まれるようになる（図４（２））。より詳細には、進入側撮影画像には、線状陰影７の先頭側の末端部７１が写り始める。結果、進入側撮影画像について含有判定が肯定される。本実施形態では、この進入側撮影画像に係る含有判定結果に基づいて、列車進入判定を行う。すなわち、進入側撮影画像について含有判定結果が否定判定から肯定判定へと変わったタイミングで、列車１が駅に進入し始めたと判定する。
　列車１が進入したと判定したならば、列車停止判定に移る。本実施形態では、進入側撮影画像に基づく列車停止判定（進入側停止判定）と、進出側撮影画像に基づく列車停止判定（進出側停止判定）と、を行う。
　ここで、図４（２）に示したように進入側撮影画像に線状陰影７が写り始めた後、先頭車両１１の先端部分が撮影範囲Ａ１３（図２を参照）を通過した以降は、図４（３）に示すように、進入側撮影画像の中央付近を線状陰影７が横切ったままの状態が続く。そして、最後尾車両１３の後端部分が撮影範囲Ａ１３に入ると、図４（４）に示すように、線状陰影７の後尾側の末端部７３が写り始める。その後は、図４（５）に示すように、列車１の進行とともに末端部７３が進行方向側へと動いて線状陰影７が徐々に短くなり、列車１が停止すると当該状態変化（末端部７３の位置変化とも言える）が止まる。この末端部７３の状態変化に基づいて、進入側停止判定を行う。すなわち、図４（５）等に示すように進入側撮影画像に線状陰影７の末端部７３が写っており、且つ、当該末端部７３の状態変化が止まった場合に、列車１が停止したと判断する。
　一方で、先頭車両１１がプラットホーム４の進入方向前方側の端部に到達し、その先端部分が撮影範囲Ａ１１（図２を参照）に入ると、図５（２）に示すように、進出側撮影画像にも線状陰影７が含まれるようになる。より詳細には、進出側撮影画像には、線状陰影７の先頭側の末端部７１が写り始める。その結果、進出側撮影画像についても含有判定が肯定される。その後は、図５（３）に示すように、列車１の進行とともに末端部７１が進行方向側へと動いて線状陰影が徐々に長くなり、列車１が停止すると当該状態変化が止まる。この末端部７１の状態変化に基づいて、進出側停止判定を行う。すなわち、進出側撮影画像に写っている線状陰影７の末端部７１の位置変化が止まった場合に、列車１が停止したと判断する。そして、進入側停止判定が肯定判定され、且つ、進出側停止判定が肯定判定された場合に、列車１が停止したと判定する。
　なお、進出側停止判定のみを行って列車１の停止を判定する構成としてもよいし、進入側停止判定のみを行って列車１の停止を判定する構成としてもよい。
　列車１が停止したと判定したならば、後述する停止位置判定に移り、列車１が定位置に停止したと判定されると、列車１への乗客の乗り降りのためにホームドア３１の駆動制御部３００に定位置に停止した旨の停止通知が送出されてホームドア３１が開閉される。その後、ホームドア３１の駆動制御部３００からホームドア３１が閉扉したことを示す通知を受信した後、或いは、当該通知の受信を想定しない場合には停止位置判定に続いて自動的に、列車進出判定を行う。本実施形態では、進出側撮影画像に係る含有判定結果に基づいて、列車進出判定を行う。
　ここで、駅から列車１が出発すると、進出側撮影画像に写っている線状陰影７の先頭側の末端部７１が進行方向側へと動き始め（図５（４））、線状陰影７が横切ったままの状態が続いた後（図５（５））、最後尾車両１３の後端部分が撮影範囲Ａ１１に入ると、線状陰影７の後尾側の末端部７３が写り始める（図５（６））。そして、当該後端部分が撮影範囲Ａ１１から出て駅から列車１が進出し終えると、進出側撮影画像から線状陰影が消失する。結果、進出側撮影画像について含有判定が否定される。本実施形態では、この進出側撮影画像に係る含有判定結果に基づいて、列車進出判定を行う。すなわち、進出側撮影画像について含有判定結果が肯定判定から否定判定へと変わったタイミングで、列車１が駅から進出し終えたと判定する。
［停止位置判定について］
　停止位置判定では、停止した列車１が定位置に停止したか否かの判定を行う。例えば、定位置を基準とする所定の定位置停止範囲Ａ３（図２を参照）内に先頭車両１１の先端位置が収まるように停止した場合に、列車１が定位置に停止したと判定する。
　本実施形態では、列車１が停止したと判定したときの進出側撮影画像を用い、当該進出側撮影画像に写っている線状陰影７の先頭側の末端部７１の位置に基づいて、定位置に対する列車１の相対位置を判定する。そのために、定位置に対応する進出側撮影画像内の位置（画像座標系（ｘ，ｙ）のｙ値；図６を参照）を予め設定しておく。より詳細には、第１の俯瞰カメラ２１の設置位置および設置向きを、上記したように列車１が定位置に停止した場合の線状陰影７の先頭側の末端部７１が撮影範囲Ａ１１に含まれることに加えて、定位置停止範囲Ａ３のｙ方向の全域が撮影範囲Ａ１１内となるように設定する。その上で、定位置に対応する進出側撮影画像内のｙ値を事前に特定して設定しておく。
　そして、実際の進出側撮影画像内の末端部７１のｙ値と予め設定しておいた定位置のｙ値との差から、定位置に対する列車１の相対位置を判定する。図６は、列車１が停止したと判定したときの進出側撮影画像例を示す図であり、定位置を一点鎖線で示し、定位置停止範囲Ａ３を二点鎖線で示している。図６では、定位置との間のｙ方向の距離が所定値Ｄ３以内の範囲が定位置停止範囲Ａ３となっている。そして、図６の例では、末端部７１がこの定位置停止範囲Ａ３内となっており、停止位置判定で列車１は定位置に停止したと判定する。なお、幾つかの路線で採用されているように、プラットホーム４上に、定位置（ジャスト位置）を示す表記や、定位置停止範囲Ａ３を示すテープ状／ライン状の表記を設けてもよいし、設けなくてもよい。当該表記を設ける場合には、先頭車両側と最後尾車両側との両方に設けるとしてもよいし、先頭車両側或いは最後尾車両側にのみ設けることとしてもよい。何れの場合も表記がある場合には当該表記を使用して定位置や定位置停止範囲Ａ３を撮影画像から判定して利用することが可能である。本実施形態ではこれらの表記は無いこと、或いは、表記があるとしても利用しないこととする。
　具体的には、末端部７１のｙ値をもとに定位置とのｙ方向の距離を求め、定位置に対する列車１の相対位置として判定する。そして、求めた距離が所定値Ｄ３以下であれば、列車１が定位置に停止したと判定する。
　列車１が定位置に停止したと判定したならば、処理装置２００は、列車１が定位置に停止した旨の停止通知を駆動制御部３００へ出力する。当該停止通知を受けて、駆動制御部３００は、ホームドア３１を開動作させる。また、その後の乗客の乗り降りが終了すると、駆動制御部３００は、ホームドア３１を閉動作させる。
　なお、列車停止判定は、進出側撮影画像を用いて行う構成に限らず、進入側撮影画像を用いて行う構成でもよい。その場合は、列車１が定位置に停止したときの最後尾車両１３の後端位置に対応する進入側撮影画像内の位置（ｙ値）を予め設定しておく。そして、列車１が停止したと判定したときに進入側撮影画像に写っている線状陰影７の後尾側の末端部７３の位置に基づいて、定位置に対する列車１の相対位置を判定する。
［機能構成］
　図７は、処理装置２００の機能構成例を示すブロック図である。図７に示すように、処理装置２００は、操作部２１０と、表示部２２０と、通信部２３０と、制御部２４０と、記憶部２５０とを備え、一種のコンピュータとして構成することができる。
　操作部２１０は、プッシュスイッチやダイヤル等を有して構成される。表示部２２０は、ＬＥＤや小型の液晶表示装置等を有して構成される。操作部２１０および表示部２２０は、主に作業員によってメンテナンス時に利用されるものである。
　通信部２３０は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される有線或いは無線の通信装置であり、外部装置（俯瞰カメラ２１，２３や駆動制御部３００等）との間で通信を行う。この通信部２３０を介して第１の俯瞰カメラ２１からフレーム毎に入力される進出側撮影画像は進出側撮影画像データ２５３として、第２の俯瞰カメラ２３からフレーム毎に入力される進入側撮影画像は進入側撮影画像データ２５５として、記憶部２５０に格納される。
　制御部２４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の電子部品によって実現され、装置各部との間でデータの入出力制御を行う。そして、所定のプログラムやデータ、通信部２３０を介して入力されたデータ等に基づいて各種の演算処理を行い、処理装置２００の動作を制御する。この制御部２４０は、含有判定部２４１と、列車判定部２４３と、位置判定部２４５とを含む。これらの機能部は、プログラムを実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックであってもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のハードウェア回路によって実現される回路ブロックであってもよい。本実施形態では、制御部２４０が列車位置判定プログラム２５１を実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックとして説明する。
　含有判定部２４１は、第１の俯瞰カメラ２１からの進出側撮影画像および第２の俯瞰カメラ２３からの進入側撮影画像のそれぞれについて、線状陰影が含まれているか否かの含有判定を繰り返し行う。線状陰影の判定は、例えば、撮影画像から暗色部分（所定の暗色輝度条件を満たす輝度値の画素）を抽出し、抽出した暗色部分のなかから一定幅で且つ直線状の輪郭形状を成す暗色部分が存在するかを判定する方法を採用することができる。また、所定幅で且つ直線状の暗色部分画像を撮影画像のなかから検出するパターンマッチングの手法を採用することとしてもよい。
　列車判定部２４３は、列車判定を行う機能部であり、進入側撮影画像に係る含有判定結果に基づく列車進入判定と、進出側撮影画像に係る含有判定結果に基づく列車進出判定とを行う。また、進入側撮影画像および進出側撮影画像に含まれる線状陰影の末端部の状態変化を監視して、列車停止判定を行う。
　位置判定部２４５は、定位置に対する列車の相対位置を判定し、停止位置を判定する機能部である。例えば、進出側撮影画像に写っている線状陰影の末端部の位置に基づいて定位置に対する列車１の相対位置を判定し、列車１が定位置に停止したか否かを判定する。
　記憶部２５０は、ＩＣメモリやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現される。この記憶部２５０には、処理装置２００を動作させ、処理装置２００が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。例えば、記憶部２５０には、列車位置判定プログラム２５１と、進出側撮影画像データ２５３と、進入側撮影画像データ２５５とが格納される。また、その他にも、事前に設定された進出側撮影画像内の定位置のｙ値等が格納される。
　列車位置判定プログラム２５１は、制御部２４０を含有判定部２４１、列車判定部２４３、および位置判定部２４５として機能させるためのプログラムである。
［処理の流れ］
　図８は、処理装置２００が行う処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、処理装置２００において、制御部２４０が記憶部２５０から列車位置判定プログラム２５１を読み出して実行することで実現できる。
　図８に示すように、先ず、含有判定部２４１が、含有判定処理を開始する（ステップＳ１）。この含有判定処理によって含有判定が繰り返され、進入側撮影画像に線状陰影が含まれているか否かの判定と、進出側撮影画像に線状陰影が含まれるか否かの判定とがフレーム毎に行われる。
　その後は、列車判定部２４３が、進入側撮影画像に係る含有判定結果を監視して、列車進入判定を行う（ステップＳ３）。
　そして、列車１が進入し始めたと判定した場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、列車判定部２４３は、続いて列車停止判定を行う（ステップＳ７）。本実施形態では、進入側撮影画像に基づく進入側停止判定と、進出側撮影画像に基づく進出側停止判定とを行い、何れも肯定された場合に列車１が停止したと判定する。
　そして、列車１が停止したと判定した場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、位置判定部２４５が、停止位置判定を行う（ステップＳ１１）。本実施形態では、列車１が停止したと判定したときの進出側撮影画像に写る線状陰影の末端部のｙ値と予め定められる定位置のｙ値との差から、定位置に対する列車１の相対位置を判定する。そして、それが定位置停止範囲内であれば、列車１が定位置に停止したと判定する。定位置以外の判定としては、ショート（定位置に達していない）やオーバー（定位置を超えた過走）を判定する。また、定位置と停止位置間の距離を画像から算出することとしてもよい。その場合、各俯瞰カメラ２１，２３の設置位置と定位置との関係や、俯瞰カメラ２１，２３の撮影画像に写る定位置と停止位置との間の画素数と１画素分の距離との関係等を利用することができる。
　そして、列車１が定位置に停止したと判定したならば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、駆動制御部３００に停止通知を出力する（ステップＳ１５）。
　その後は、列車判定部２４３が、進出側撮影画像に係る含有判定結果を監視して、列車進出判定を行う（ステップＳ１７）。
　そして、列車が進出し終えたと判定したら（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、終了判定を行い、本処理を終了するまでの間は（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って上記した処理を繰り返す。
　以上説明したように、本実施形態によれば、プラットホーム４の進行方向前方側の端部上方および進行方向後方側の端部上方の俯瞰位置にそれぞれ第１の俯瞰カメラ２１と第２の俯瞰カメラ２３とを設置する。第１の俯瞰カメラ２１によって列車１の先頭車両１１とプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影を撮影するとともに、第２の俯瞰カメラ２３によって列車１の最後尾車両１３とプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影を撮影することができる。そして、各俯瞰カメラ２１，２３の撮影画像に写っている線状陰影の末端部の位置に基づいて、列車１の進入、停止、および進出を判定するとともに、列車１が停止したと判断したタイミングで、列車１の停止位置を判定することができる。例えば、列車１が停止したと判定したときの進出側撮影画像における末端部の位置から定位置に対する列車１の相対位置を判定し、列車１の停止位置が定位置停止範囲内か否かを判定することができる。これによれば、特別なマーカーを地上や車上に設けることなく、撮影画像から列車位置を判定することが可能となる。また、列車１が定位置に停止したか否かの判定を、適切なタイミングで行うことが可能となる。
　なお、本発明を適用可能な形態は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
　例えば、対象のプラットホーム４に編成両数の異なる列車１が停止する場合には、各編成両数の列車１が駅に停止したときの最後尾車両１３を見下ろす俯瞰位置のそれぞれに、第２の俯瞰カメラ２３を設置しておくとよい。図９は、本変形例の列車位置判定装置２Ｂの全体構成例を示す図である。また、図１０および図１１は、列車位置判定装置２Ｂが設置された駅を上から見た概略図であり、一例として、図１０において４両編成の列車１ａが停止した状態、図１１において３両編成の列車１ｂが停止した状態を示している。
　図９に示すように、本変形例の列車位置判定装置２Ｂは、２つの第２の俯瞰カメラ２３（２３ａ，２３ｂ）を備える。具体的には、一方の第２の俯瞰カメラ２３ａは、図１０に示すように、４両編成の列車１ａが定位置に停止した場合に最後尾車両１３ａとプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影のうち、その末端部が撮影範囲Ａ１３１に含まれる俯瞰位置に設置される。また、他方の第２の俯瞰カメラ２３ｂは、図１１に示すように、３両編成の列車１ｂが定位置に停止した場合に最後尾車両１３ｂとプラットホーム４との隙間に生じる線状陰影のうち、その末端部が撮影範囲Ａ１３３に含まれる俯瞰位置に設置される。
　そして、この列車位置判定装置２Ｂにおいて処理装置２００は、上記実施形態で説明したプラットホーム４における列車１の進入、停止、および進出に係る判定（列車判定）と、停止した位置の判定（停止位置判定）と、に加えて、両数判定を行う。両数判定の処理を行う両数判定部を処理装置２００が追加的に備えることとしてもよい。
　具体的には、処理装置２００は、何れか一方の第２の俯瞰カメラ２３の撮影画像（進入側撮影画像）を用いて、上記実施形態と同様の要領で列車進入判定を行う。その結果列車１が進入したと判定したならば、列車停止判定として、第１の俯瞰カメラ２１の撮影画像（進出側撮影画像）を用いた進出側停止判定を行う。そして、進出側停止判定が肯定判定されたら列車１が停止したと判定し、そのときの２つの第２の俯瞰カメラ２３（２３ａ，２３ｂ）の撮影画像を用いて両数判定を行って、停止した列車１の編成両数を判定する。すなわち、両数判定では、第２の俯瞰カメラ２３ａの撮影画像に線状陰影の後尾側の末端部が写っていれば、停止した列車１が４両編成の列車１ａと判定する。一方、第２の俯瞰カメラ２３ｂの撮影画像に線状陰影の後尾側の末端部が写っていれば、停止した列車１が３両編成の列車１ｂと判定する。
　また、停止位置判定は、上記実施形態と同様の要領で、第１の俯瞰カメラ２１の撮影画像を用いて行う。なお、第２の俯瞰カメラ２３の撮影画像を用いて停止位置判定を行う場合には、停止する列車の編成両数毎に、該当する列車１が定位置に停止したときの最後尾車両１３の後端位置に対応する進入側撮影画像内の位置（ｙ値）を予め設定しておけばよい。本変形例では、４両編成の列車１ａが定位置に停止したときの最後尾車両１３ａの後端位置に対応する第２の俯瞰カメラ２３ａの撮影画像（進入側撮影画像）内の位置（ｙ値）と、３両編成の列車１ｂが定位置に停止したときの最後尾車両１３ｂの後端位置に対応する第２の俯瞰カメラ２３ｂの撮影画像（進入側撮影画像）内の位置（ｙ値）と、を予め設定しておく。そして、両数判定で判定した編成両数に応じたｙ値を用い、当該編成両数に応じた第２の俯瞰カメラ２３の撮影画像を用いて停止位置判定を行う。
　そして、列車１が定位置に停止したと判定したならば、処理装置２００は、列車１が定位置に停止した旨の停止通知を、停止した列車１の編成両数と併せて駆動制御部３００へ出力する。当該通知を受けた駆動制御部３００は、通知された編成量数を用いてホームドア３１の開閉を制御する。すなわち、停止したのが４両編成の列車１ａなのか３両編成の列車１ｂなのかに応じて、開閉が必要なホームドア３１のみを対象に開閉を制御する。
　１　列車、１１　先頭車両、１３　最後尾車両、２，２Ｂ　列車位置判定装置、２１　第１の俯瞰カメラ、２３　第２の俯瞰カメラ、２００　処理装置、２４０　制御部、２４１　含有判定部、２４３　列車判定部、２４５　位置判定部、２５０　記憶部、２５１　列車位置判定プログラム、２５３　進出側撮影画像データ、２５５　進入側撮影画像データ、３　ホーム柵、３１　ホームドア、３００　駆動制御部、４　プラットホーム、Ｒ　レール

Claims (7)

  1. 　駅の定位置に列車が停止した場合に、当該列車の先頭車両又は最後尾車両である末端車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置された俯瞰カメラと、
    　前記俯瞰カメラの撮影画像に基づいて、前記列車の位置を判定する処理装置と、
    　を具備した列車位置判定装置であって、
    　前記処理装置は、
    　　前記撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定する含有判定部と、
    　　前記含有判定部により肯定判定された場合に、前記撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する位置判定部と、
    　を備えた列車位置判定装置。
  2. 　前記俯瞰カメラは、前記先頭車両を前記末端車両とした第１の俯瞰カメラであり、
    　前記含有判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定し、
    　前記位置判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
    　請求項１に記載の列車位置判定装置。
  3. 　前記俯瞰カメラは、前記最後尾車両を前記末端車両とした第２の俯瞰カメラであり、
    　前記含有判定部は、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定し、
    　前記位置判定部は、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
    　請求項１に記載の列車位置判定装置。
  4. 　前記俯瞰カメラには、前記先頭車両を前記末端車両とした第１の俯瞰カメラと、前記最後尾車両を前記末端車両とした第２の俯瞰カメラと、があり、
    　前記含有判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かの判定と、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かの判定とを行い、
    　前記位置判定部は、前記第１の俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置変化が止まり、且つ、前記第２の俯瞰カメラの撮影画像に前記線状陰影の前記末端部が写っている場合の当該末端部の位置変化が止まった場合に、当該末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する、
    　請求項１に記載の列車位置判定装置。
  5. 　前記処理装置は、
    　前記俯瞰カメラの撮影画像に写っている前記線状陰影に基づいて、前記駅への前記列車の進入、停止、および進出を判定する列車判定部、
    　を備えた請求項１～４の何れか一項に記載の列車位置判定装置。
  6. 　前記列車には、編成両数が異なる列車があり、
    　前記俯瞰カメラは、前記編成両数が異なる列車それぞれの前記末端車両に対応する前記俯瞰位置に設置されており、
    　前記処理装置は、
    　前記撮影画像に前記線状陰影の前記末端部が写っている前記俯瞰カメラが、何れの前記俯瞰カメラかに基づいて、前記列車の編成両数を判定する両数判定部、
    　を有する、
    　請求項１～５の何れか一項に記載の列車位置判定装置。
  7. 　俯瞰カメラの撮影画像に基づいて、駅に停止した列車の位置を判定する列車位置判定方法であって、
    　前記俯瞰カメラは、前記駅の定位置に前記列車が停止した場合に、前記列車の先頭車両又は最後尾車両である末端車両とプラットホームとの隙間に生じる線状陰影の末端部を撮影範囲に含む俯瞰位置に設置されており、
    　前記撮影画像に前記線状陰影が含まれているか否かを判定する含有判定ステップと、
    　前記含有判定ステップにおいて肯定判定された場合に、前記撮影画像に写っている前記線状陰影の前記末端部の位置に基づいて、前記定位置に対する前記列車の相対位置を判定する位置判定ステップと、
    　を含む列車位置判定方法。
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